Binär kod förklaras steg för steg: Hur fungerar binärt arbete?

gratis e-bok: börja lära kodning

ladda ner din gratis kopia med 15 praktiska tips för att lära webbutveckling och kodning snabbare och enkelt.

kontrollera din inkorg och kampanjer/Skräppostmappar nu för att bekräfta din e-post och få din nedladdningslänk.

Ingen spam, inga bekymmer. Avsluta prenumerationen när som helst.

Observera: detta inlägg innehåller affiliate länkar till produkter jag använder och rekommenderar. Om du väljer att köpa med hjälp av dessa länkar, jag kan få en liten provision för att hänvisa dig. Men snälla, köp bara produkter du tror hjälper dig att uppnå dina mål snabbare. Tack för ditt stöd!

varför ska jag förstå hur binär kod fungerar?

men om binär kod är något som bara datorer förstår, varför ska du lära dig mer om det?

Du har helt rätt-du kommer (förmodligen) aldrig skriva ett datorprogram i binär kod. Istället använder utvecklare som du och jag andra, mer användarvänliga programmeringsspråk för att ge instruktioner till datorer.

ändå är binär kod förmodligen det mest grundläggande begreppet som ligger till grund för programmering och datavetenskap. Det är det som gör att varje dator du använder fungerar som den gör.

rekommenderas: 6 Bästa Online datavetenskap kurser för nybörjare

sammantaget gör binär kod oss att kommunicera med datorer och ge dem instruktioner. Och även om programmeringsspråken du använder för att skriva kod är förhoppningsvis långt ifrån binär kod, översätts de fortfarande till binär för datorer för att kunna tolka dem och köra dina program.

de 1 och 0 definierar hur datorer tar inmatningar, lagrar och bearbetar information, samt producerar utgångar för sina användare – det är du och jag.

således är det inte bara intressant och ganska fascinerande att förstå åtminstone grunderna för vad binärt är och hur det fungerar, men också ganska användbart.

men oroa dig inte om begreppet binär kod verkar abstrakt och svårt att förstå först. Det som är viktigt är att du är medveten om hur ett så enkelt språk kan översättas till de mest komplexa datorprogrammen och informationsstrukturerna som du ser och använder dagligen.

Vad är binär kod?

Så hur fungerar binärt då? Hur kan ett komplext datorprogram bestå av endast 1 och 0?

för att förenkla saker bara lite kan du tänka på binary som ett sätt att berätta för en dator om en switch ska vara på eller av. Således betyder 1 ”på”, 0 betyder”av”.

men vänta en minut-vilken typ av omkopplare pratar vi om här?

hur översätter en switch som är antingen på eller av till vad datorer kan göra för oss idag?

för att kasta lite mer ljus över detta, låt oss kort tänka på vad datorer gör.

enkelt uttryckt,

1. datorer tar ingångar från sina användare,
2. lagra och bearbeta dem som information, och
3. slutligen förse sina användare med utgångar av olika slag.

När du till exempel skriver på din dator ger dina fingrar som träffar tangentbordet din dator lite inmatning. Sedan vet din dator magiskt hur man översätter vissa nycklar till önskade bokstäver och text. Slutligen är utmatningen från din dator texten som visas på skärmen.

Så vad har detta att göra med binär kod?

Läs också: datavetenskap 101: Vad är en dator?

binär i datavetenskap: Vad gör datorer med 1 och 0?

de 1 och 0, eller de växlar som jag nämnde ovan, är hur din dator lagrar och bearbetar data.

tillbaka i dag när de allra första datorerna byggdes, de hade faktiska lampor lampor för att ge utgångar till sina användare. Så en användare skulle se ett visst ljus tänt för att indikera en viss typ av utmatning eller meddelande från datorn.

samma sak händer idag när du kör din bil och gaslampan tänds. Det är en utgång från din bil och säger att du ska gå av motorvägen och hitta en bensinstation asap.

så med en dator kan dessa 1 och 0 vara i stort sett vad som helst i moderna datorer. Men i allmänhet representerar de siffror, bokstäver och andra symboler.

summan av kardemumman här är att denna enkla begreppet en omkopplare är på eller av kan översättas till något riktigt komplex.

även de mest sofistikerade, moderna datorerna fungerar alla enligt detta mycket grundläggande, rudimentära maskinspråk med 1 och 0 som representerar två tillstånd: antingen på eller av.

men för att få detta att hända, handlar din dator uppenbarligen om mycket mer än bara en enda omkopplare som slås på eller av.

Läs också: Hur börjar man lära sig kodning? 6 Tips för nybörjare

hur lagrar datorer Information?

innan vi dyker in i hur binär kod och binära tal faktiskt fungerar och hur du kan avkoda en enkel binär sekvens, låt oss överväga en grundläggande punkt om datalagring först.

som jag nämnde ovan tar datorer ingångar för att lagra och bearbeta information. Denna information eller data är den grundläggande ingrediensen för vilken dator som helst.

Nu, när du tittar inuti en dator, ser du en massa kretsar och elektriska ledningar. De bär all information i en dator och får den till rätt plats för att antingen lagras eller bearbetas.

men hur lagrar eller representerar du information med hjälp av el?

nu representerar de 1 och 0 som vi just diskuterade den minsta dataenheten som en dator förstår.

en omkopplare är antingen på eller av är vad vi behöver för att lagra en bit data.

därför är en bit den grundläggande, grundläggande informationsenheten. Det räcker att ange två olika alternativ, antingen ”på” eller ”av”. Det kan också betyda ”sant” eller ”falskt”, eller helt enkelt ”ja”eller ” nej”.

Jag vet, att bara ha två val ger oss inte för många alternativ verkligen … men det är en bra start!

med en glödlampa kan vi lagra 1 bit information. Med 10 glödlampor kunde vi göra 10 bitar. Så om vi hade tillräckligt med glödlampor kunde vi lagra vilken mängd data vi ville ha i digital form.

Läs också: Varför lära sig kodning? 12 fördelar med att lära sig programmering

lagra Data i bitar: Ett enkelt exempel

naturligtvis använder datorer andra metoder och tekniker än enkla glödlampor för att lagra data idag. Att använda glödlampor skulle inte bara ta för mycket utrymme utan det skulle också vara svårt att lagra data: att stänga av en dator med bara glödlampor skulle innebära att vi skulle förlora data när strömmen släcks.i stället för glödlampor lagrar datorer bitar av data genom att hålla elektroner i kondensatorer, till exempel. Din dator använder denna teknik i sitt DRAM-minne.

Så, hur många glödlampor skulle passa in i din DRAM exakt?

låt oss anta att din dator har en 4GB DRAM, till exempel. En GB är ungefär en miljard byte. Eller för att vara mer exakt är 1 GB 230 byte. Och 1 byte = 8 bitar.

det betyder att din 4GB DRAM rymmer 230 x 4 x 8 = 34,359,738,368 bitar. Det är 34 miljarder glödlampor-och vi pratar bara om din DRAM här, inte din 1 TB hårddisk!

så det är ganska uppenbart att moderna datorer kan göra mycket mer än att bestämma om man ska slå på ett enda ljus eller inte. Således, även om binär kod består av endast 1: or och 0: or, det kan representera den mest komplexa av datorprogram dessa dagar.

binär 101: Hur fungerar binär kod?

nu, vad betyder det att ha 34 miljarder bitar för att lagra och representera information?

för att förstå vad dessa bitar kan göra för oss, låt oss ta en närmare titt på det binära talsystemet. Den använder bara 0 och 1 för att representera ytterligare siffervärden – och andra typer av data också.

Låt oss först göra en snabb uppdatering om hur de” normala ” siffrorna som vi är vana vid…

siffrorna du och jag lärde oss i skolan, från 0 till 9, utgör decimaltalssystemet. Du kan använda valfri kombination av dessa 10 siffror för att representera ett siffervärde. Dessutom vet du hur man gör tillägg, subtraktioner och andra grundläggande beräkningar med hjälp av dessa siffror relativt snabbt.

i decimalsystemet representerar varje siffra i ett visst tal 1, 10, 100 och så vidare, från höger sida.

så med numret ”216” har vi till exempel en 6 som representerar 1: erna, en 1 som representerar 10: erna, och slutligen en 2 för att representera 100: s:

decimalsystemet använder krafter på 10 för att skilja mellan dessa tre ”nivåer” av siffror:

• 1: s: 1: s representerar hur många gånger det numeriska värdet innehåller 100
• 10: s: 10: S står för 101
• 100: s: 100-talet representerar 102

så du ser mönstret här? 10 till kraften 0, 1, 2, och så vidare. Vi fortsätter helt enkelt att öka krafterna på 10 när vårt antal blir större. Därför kallas decimalsystemet också bas-tio talsystemet.

och för mina kära, medspråknördar: ordet decimal kommer från det latinska ordet decem för ”tio”, medan ”binärt” härstammar från det latinska ordet bi, vilket betyder ”två” som ett prefix.

hur ”avkodar” ett binärt tal?

i det binära systemet, istället för att använda krafter på 10, använder vi krafter på 2.

så, på samma sätt som decimal exemplet ovan, låt oss tänka på vad de olika positionerna i ett tal betyder.

förutsatt att vi har ett binärt tal med flera siffror kan vi börja från höger sida igen:

1. första siffran står för 20, så det här är 1: s
2. andra siffran: 21, Det här är 2: s
3. tredje siffran: 22, det här är 4: s
4. fjärde siffran: 23, det här är 8: s
5. femte siffran: 24, det här är 16: s
6. sjätte siffran: 25, det här är 32-talet
7. sjunde siffran: 26, det här är 64-talet
8. åttonde siffran: 27, det här är 128-talet
9. nionde siffran: 28, det här är 256-talet
10. etc.

Till skillnad från i decimalsystemet, här i binär berättar var och en av dessa siffror helt enkelt om siffran är ”på” eller ”av”.

När du ser en” 1 ” betyder det att värdet på den siffran ingår i det numeriska värdet som vi vill representera.

binära tal avkodade: ett enkelt exempel

Så hur skulle vi representera det nummer vi just såg i decimalnotation, 216, i binär?

Låt oss ge det en chans!

1. Låt oss först börja med att titta på krafterna i 2 i listan ovan. Vi måste hitta det största värdet som är mindre än värdet 216.
2. vi ser att det är 128-talet, så vi behöver 8 binära siffror i det här fallet, från 20 till 27. Du kan se dessa 8 fläckar i bilden nedan.
3. eftersom 128 är ” inkluderad ”i vårt nummer, låt oss ange detta med en” 1 ” på 128: s plats i bilden nedan.
4. låt oss sedan göra en enkel subtraktion: 216 – 128 = 88.
5. återigen, låt oss upprepa det första steget och hitta det största värdet som är mindre än denna kvarvarande 88. Vi ser att det är 64-talet, så vi lägger en ” 1 ” i siffran för 26.
6. låt oss nu subtrahera igen: 88 – 64 = 24.
7. så, när vi går tillbaka till det första steget ser vi att nästa siffra vi behöver använda en ”1” för, är 16: S plats eller 24.
8. vi fortsätter helt enkelt att upprepa dessa steg för att ta reda på vilka binära siffror som får ett värde av antingen ”1” eller ”0”.

slutligen slutar vi med följande binära sekvens: 11011000.

som sådan betyder det egentligen ingenting för dig och mig, eftersom vi inte är vana vid det binära systemet.

låt oss beräkna värdena för krafterna för två för varje siffra och lägga till dem tillsammans:

så slutar vi med rätt nummer som du behöver för att vi ville visa i binär.

stor framgång!

det är uppenbart att vi behöver några fler siffror än vad vi gjorde med decimalsystemet, men värdet på numret är exakt detsamma. Och det är allt som betyder något!

att tänka och beräkna i binära tal är naturligtvis något knepigt, eftersom vi är vana vid ett talsystem baserat på krafterna 10.men allt som allt, även om den grundläggande tanken att bara ha två stater som representerar två värden, antingen ”på” eller ”av”, är det binära systemet lika bra som decimalsystemet för att visa siffror.

men hur fungerar binär för andra typer av information, som text, bilder eller ljud?

Tja, som det visar sig, alla dessa typer av information kan också representeras i binär kod också!

Text i binär

med binär kan vi använda enkla siffror för att representera de olika bokstäverna i alfabetet. Så, ” A ”kan vara” 1″,” B ”kan vara” 2 ” och så vidare.

På så sätt kan vi representera vilket ord eller stycke text som en sekvens av dessa siffror. En dator kan sedan lagra dessa nummer som information med hjälp av ”på” eller ”av” signaler.

så när du läser text på din telefon eller din dator är det du ser på din skärm baserat på binär kod så här.

bilder och grafik i binär

på samma sätt som att representera alfabetet i siffror kan vi göra samma sak för bilder och andra grafiska medier också.

en bild som visas på skärmen består av pixlar. Varje pixel i en bild har ett numeriskt värde som bestämmer vilken färg den ska visa.

Med tanke på en enda bild kan göras av miljontals pixlar, vi pratar om en enorm mängd information här!

Läs också: 10 Skäl till varför du bör starta en online-Kodningskurs

var kan du lära dig grunderna i datavetenskap Online?

Jag hoppas att du fortfarande är med mig!

att förstå hur binär kod fungerar är en bra start på att lära sig grunderna i datavetenskap!

Om du vill lära dig att koda, vet du vad som händer i en dator gör lärande programmering mycket effektivare. Du hittar det lättare att förstå vad dina program gör när du kodar en viss serie instruktioner för din dator att utföra.

för att lära mig mer om grunderna i datavetenskap online har jag samlat några användbara kurser som jag själv har tagit (och som jag skamlöst rekommenderar!). Om du precis börjar med datavetenskap eller lär dig att koda i allmänhet är alla dessa kurser perfekta för att komma igång!

1: Computer Basics (Treehouse)

Om du har bråttom är datorns grunder på Team Treehouse den perfekt introduktion till datavetenskap.

på knappt en timme kommer du att lära dig en massa datavetenskapliga grunder, inklusive en uppdatering på binär kod. Du tar en titt på de underliggande begreppen hur datorer fungerar och vad som händer bakom kulisserna när du kör dina datorprogram.

Du lär dig grunderna i databehandling, hur minnet fungerar, vad binärt betyder i CS och hur datorprogram fungerar.

om du inte är bekant med Treehouse ännu, helt enkelt prova deras gratis 7-dagars testversion!

2: CS101 Bootcamp (Udemy)

Cs101 Bootcamp är en annan kort men kraftfull nybörjare-nivå kurs på Udemy för att lära datavetenskap grunderna.

Du behöver ingen teknisk erfarenhet av datavetenskap för att ta kursen, så den är perfekt för absoluta nybörjare. Så länge du har använt en smartphone eller en dator tidigare, räcker det för den här korta 2-timmarskursen.

i slutet kommer du att förstå grunderna i databaser, mobilappar och grunderna i mjukvaruprogrammering. Dessutom kommer du även skriva du mycket egna grundläggande program och applikationer.

3: datavetenskap 101 (Udemy)

datavetenskap 101 på Udemy är en mer grundlig, omfattande CS basics kurs för nybörjare.

detta är definitivt min # 1 rekommendation för Computer Science fundamentals för nybörjare.

Om du vill behärska CS – teorin – vilket rekommenderas starkt för alla programmerare-är den här kursen det perfekta valet. När du är klar kommer du att känna till hur binär kod fungerar och vara bekväm med att analysera och använda algoritmer av olika slag.

gratis E-bok: Börja lära kodning

ladda ner din gratis kopia med 15 praktiska tips för att lära webbutveckling och kodning snabbare och enkelt.

kontrollera din inkorg och kampanjer/Skräppostmappar nu för att bekräfta din e-post och få din nedladdningslänk.

Ingen spam, inga bekymmer. Avsluta prenumerationen när som helst.